package MysingleList;

import listiterface.IList;
import myexception.ListIndexOutOfBoundsException;

/**
 * @Author：JIAMIN_TANG
 * @Description:
 * @CreateTime：2025/10/12 16:20
 */
public class MySingleList implements IList {//定义单链表类

    static class ListNode{//定义节点内部类
        public int val;
        public ListNode next;
        //ListNode的构造方法

        public ListNode(){}

        public ListNode(int val){
            this.val = val;
        }

        public ListNode(int val,ListNode next){
            this.val = val;
            this.next = next;
        }

    }

    public int usedSize = 0;//表示当前链表的长度

    public ListNode head;//表示当前链表的头节点

    //创建一个单链表
    public void createList(){
        ListNode node1 = new ListNode(12);
        ListNode node2 = new ListNode(23);
        ListNode node3 = new ListNode(34);
        ListNode node4 = new ListNode(45);
        ListNode node5 = new ListNode(56);

        node1.next = node2;
        node2.next = node3;
        node3.next = node4;
        node4.next = node5;
        node5.next = null;

        this.head = node1;//让单链表的头节点指向node1
        this.usedSize = 5;
    }

    //在链表中头插元素
    @Override
    public void addFirst(int data){
        ListNode node = new ListNode(data);
        /*if(head == null){//如果链表为空，直接让node节点作为链表的头节点
            head = node;
        }else{//如果链表不为空，则先让node节点接上链表的第一个节点，然后再把链表的头节点设置为node节点，注意！！！！这里的顺序不能乱，顺序乱了就不对了，后导致原先链表中的元素全部丢失，链表只剩下node节点
//            node.next = head.next;这个逻辑不对，这里的head节点也是有用的，这样写的话，会把head节点删掉😭
//            head = node;
            node.next = head;
            head = node;
        }*/
        node.next = this.head;
        this.head = node;
        //细细琢磨会发现if语句内的逻辑其实是包括在了else语句内的，所以这里可以省略if语句，直接写else语句内的逻辑
        usedSize++;
    }

    //链表的尾插法
    @Override
    public void addLast(int data) {
        ListNode node = new ListNode(data);
        //如果链表为空，直接让node节点作为链表的头节点
        if(this.head == null){
            this.head = node;
            usedSize++;
            return;
        }

        //如果链表不为空，则找到链表的尾巴，然后在链表尾巴接上这个节点，然后更新usedSize的值即可
        ListNode cur = this.head;
        while(cur.next != null){
            cur = cur.next;
        }
        cur.next = node;
        usedSize++;
    }

    //在链表的指定位置插入指定值的元素
    //1.先找到要插入元素节点所在位置的原先的节点
    //2.将这个位置以及其后面的所有节点统一往后挪一个位置，然后把新插入的节点放在这个位置上，再更新usedSize的值
    @Override
    public void addIndex(int index, int data) throws ListIndexOutOfBoundsException {
        //再插入前，要判断插入的位置是否合法，如果不合法需要抛出异常，判断index是否合法是一个合格程序员必须要做的😎
        checkIndexOfAdd(index);
        if(index == 0){//头插
            addFirst(data);
            return;
        }
        if(index == size()){//尾插
            addLast(data);
            return;
        }
        ListNode node = new ListNode(data);//要插入链表的节点
        ListNode cur = findIndex(index);
        node.next = cur.next;
        cur.next = node;
        usedSize++;
    }

    //首先要写一个查找要插入位置前一个位置的节点的方法
    //这里的查找找指定位置的元素的前一个节点的方法不可以public，会泄露数据，这样的话，就可以通过遍历获取链表的所有数据，所以最好写private
    private ListNode findIndex(int index){//index表示链表节点的索引
        ListNode cur = head;
        //如果是头插
        int count = 0;//使用count表示遍历到的链表所在的位置
        while(count != index-1){
            cur = cur.next;
            count++;
        }
        return cur;
    }

    //检查要插入节点的位置index是否合法的方法
    private void checkIndexOfAdd(int index){
        if(index < 0 || index > size()){
            throw new ListIndexOutOfBoundsException("插入的index位置不合法,index="+index);
        }
    }

    //判断某一元素是否在链表中
    @Override
    public boolean contains(int key) {
        ListNode cur = head;
        while(cur != null){
            if(cur.val == key){
                return true;
            }
            cur = cur.next;
        }
        return false;
    }

    //删除指定值的节点
    @Override
    public void remove(int key) {
        if(head == null){//如果链表为空，直接返回
            return;
        }
        if(head.val == key){//如果链表的头节点就是要删除的节点
            head = head.next;
            usedSize--;
            return;
        }

        //普通情况的节点的删除
        ListNode cur = findNode(key);
        if(cur == null){
            System.out.println("没有你要删除的数据！");
            return;
        }
        ListNode del = cur.next;
        cur.next = del.next;//删除该节点
        usedSize--;

    }

    //找到某一个值所在的节点,如果没有找到的话就返回null
    private ListNode findNode(int key){
        ListNode cur = head;
        while(cur.next != null){
            if(cur.next.val == key){
                return cur;
            }
            cur = cur.next;
        }
        return null;
    }

    //删除该节点出现的所有
    @Override
    public void removeAllKey(int key) {
        if(head == null){
            return;
        }

        ListNode cur = head.next;
        ListNode prev = head;
        while(cur!=null){
            if(cur.val == key){
                prev.next = cur.next;
            }else{
                prev = cur;
            }
            cur = cur.next;

        }
//        while(head.val == key){//如果头节点就是要删除的元素
//            head = head.next;
//        }
        //如果头节点是要删除的节点的值，那么，最后再删除头节点
        if(head.val == key){
                head = head.next;
            }//这里后续不会再继续访问head节点，所以即使head=head.next赋值成null之后也不会报错，因为不会继续访问null了，所以不会报空指针异常
    }

    //获取链表长度
    @Override
    public int size() {
//        ListNode cur = head;//先单独创建一个节点类，不直接使用head来进行遍历，不然后面head的值会乱套，这个单链表可能会给我们造没，直接变成null
////        int usedSize = 0;
//        while(cur != null){//用新建的cur来遍历链表，cur表示的就是当前遍历的节点
//            usedSize++;
//            cur = cur.next;
//        }
//把usedSize作为成员变量，每次在增删节点时都更新usedSize的值，这样的话，size()方法直接返回usedSize的值即可
        return usedSize;
    }

    @Override
    public void clear() {
        head = null;
        usedSize = 0;
    }

    //从头到尾按顺序打印单链表中的元素

    @Override
    public void display() {
//        System.out.print("打印单链表中的元素：");
        ListNode cur = head;//这里打印要使用一个新的cur节点,表是链表的当前节点，如果直接使用head的话，到循环的最后head会变成null,导致调用完dispaly方法之后，再继续使用链表时链表是空的，里面没有元素，原链表的元素由于没有head的引用之后，会被清空回收，然后链表就是变成空的
        while(cur!=null){//这里的head就是当前节点的地址，用来表示当前节点
            System.out.print(cur.val+" ");
            cur = cur.next;
        }
        System.out.println();
    }


    public void display(ListNode node) {
//        System.out.print("打印单链表中的元素：");
        ListNode cur = node;//这里打印要使用一个新的cur节点,表是链表的当前节点，如果直接使用head的话，到循环的最后head会变成null,导致调用完dispaly方法之后，再继续使用链表时链表是空的，里面没有元素，原链表的元素由于没有head的引用之后，会被清空回收，然后链表就是变成空的
        while(cur!=null){//这里的head就是当前节点的地址，用来表示当前节点
            System.out.print(cur.val+" ");
            cur = cur.next;
        }
        System.out.println();
    }

    //OJ题
    //删除链表指定元素值的所有节点

    //将链表元素反转
    public ListNode reverseList(){
        if(head == null){
            return null;
        }
        //如果链表只有一个节点
        if(head.next == null){
            return head;
        }

        ListNode cur = head.next;
        head.next = null;
        while(cur!=null){
            ListNode curNext = cur.next;
            cur.next = head;
            head = cur;
            cur = curNext;
        }
        return head;
    }

    //找出链表的中间节点
    //如果是偶数节点则返回第(n/1)+1个节点
    //法一：取一半长度法
//    public ListNode middleNode(){
//        if(head == null){
//            return head;
//        }
//        int len = size();
//        int index = len/2;
//        ListNode cur = head;
//        while(index!=0){
//            cur = cur.next;
//            index--;
//        }
//        return cur;
//    }

    //法二：快慢指针法
    public ListNode middleNode(ListNode head){//传入的参数是链表的头节点
        if(head == null){
            return null;
        }
        ListNode fast = head;
        ListNode slow = head;
        while(fast != null && fast.next != null){
            fast = fast.next.next;
            slow = slow.next;
        }
        return slow;
    }

    //返回倒数第k个节点
    public int kthToLast(int k){
        if(k <= 0 || k > size()){
            return -1;
        }

        ListNode fast = head;
        ListNode slow = head;

        int count = 0;

        while(count != k-1){
            fast = fast.next;
            if(fast == null){
                return -1;
            }
            count++;
        }

        while(fast.next != null){
            fast = fast.next;
            slow = slow.next;
        }
        return slow.val;
    }

    //链表分割：以给定值x为基准将链表分割成两部分，所有小于x的节点排在大于或等于x的节点之前，但是不能改变原来的数据结构，返回重新排列后的链表头指针
    public ListNode partition(int x){
        ListNode bs = null;
        ListNode be = null;

        ListNode as = null;
        ListNode ae = null;

        ListNode cur = head;

        while(cur != null) {
            if (cur.val < x) {
                if (bs == null) {
                    bs = be = cur;
                } else {
                    be.next = cur;
                    be = cur;
                }
            } else {
                if (as == null) {
                    as = ae = cur;
                } else {
                    ae.next = cur;
                    ae = cur;
                }
            }
            cur = cur.next;
        }

        if(as == null){
            return as;
        }
        be.next = as;
        if(as != null){
            ae.next = null;
        }
        return bs;
    }
    //判断链表是否是回文链表
    public boolean chkPalindrome(){
        if(head == null){
            return false;
        }
        if(head.next == null){
            return true;
        }
        //1.找中间节点的位置
        ListNode fast = head;
        ListNode slow = head;

        while(fast != null && fast.next != null){
            fast = fast.next.next;
            slow = slow.next;
        }

        //2.开始翻转后半部分
        ListNode cur = slow.next;
        while(cur!=null){
            ListNode curN = cur.next;
            cur.next = slow;
            slow = cur;
            cur = curN;
        }

        //3.一个从头开始走，一个从尾开始走
        while(head != slow){
            if(head.val != slow.val){
                return false;
            }

            //判断偶数情况
            if(head.next == slow){
                return true;
            }

                head = head.next;
                slow = slow.next;

        }
        return true;
    }

    //判断一个链表是否有环
    public boolean hasCycle(){
        ListNode fast = head;
        ListNode slow = head;
        while(fast != null && fast.next != null){
            fast = fast.next.next;
            slow = slow.next;
            if(fast == slow){
                return true;
            }
        }
        return false;
    }

    //创建环
    public void createLoop(){
        ListNode cur = head;
        while(cur.next != null){
            cur = cur.next;
        }
        cur.next = head.next.next.next;
    }

    //给定一个链表，返回链表开始入环的第一个节点，如果链表无环，则返回NULL
    //设置快慢节点，快节点永远比慢节点多走一步，如果链表有环的话，根据等式条件我们知道，入口点到快慢节点相遇的点的距离等于起始点到环入口点的距离
    public ListNode detectCycle(ListNode head){
        ListNode fast = head;
        ListNode slow = head;

        //这里跳出循环有两种情况：（1）链表无环，并且fast走到了null位置，（2）链表有环，并且fast和slow相遇了
        while(fast != null && fast.next != null){//如果无环是从这里跳出循环的
            fast = fast.next.next;
            slow = slow.next;
            if(fast == slow){//如果有环是从这里跳出循环的
                break;
            }
        }
        if(fast == null || fast.next == null){
            return null;//没有环，就没有入口点
        }
        //处理完没有环的情况之后就剩下有环的情况了，
        // 并且如果链表有环的话上面的while循环结束的时候fast和slow是相遇了的，
        // 并且我们由公式得出，入口点到相遇点的距离等于起始点到入口点的距离

        fast = head;//根据等是关系将fast重新移动到起始节点的位置，然后slow保持在相遇点的位置，然后两个节点每次都走一步，最终他们会在入口点相遇
        while(fast != slow){
            fast = fast.next;
            slow = slow.next;
        }
        return fast;//相遇的时候fast和slow的位置是样的，所以返回fast和slow是一样的
    }
}
